Istotą przemiany martenzytycznej jest przebudowa sieci austenitu (RSC) na tetragonalną przestrzennie centrowaną sieć martenzytu, bez udziału dyfuzji, co oznacza niewielkie przemieszczenie atomów - rzędu ułamka odległości międzyatomowej.
Martenzyt zawiera tyle samo węgla co austenit, z którego powstał, czyli znacznie więcej niż może rozpuścić Fea (max.0,022%). Stąd martenzyt definiuje się jako przesycony roztwór stały węgla w Fea.